Nikt nie lubi czekać, aż turbina się rozpędzi. Nikt! Audi o tym wie i montuje elektryczną turbosprężarkę, pozwalającą zapomnieć o turbodziurze. Pod maską trzylitrowe TDI V6, 350 KM i 700 Nm. To musi jechać…

• Elektryczne turbo pobiera aż 7 kW mocy elektrycznej
• Rozpędza się do 70 000 obrotów w 250 milisekund
• Działa do 1650 obrotów na minutę
• Wymaga 48-woltowej instalacji elektrycznej

W zasadzie kierowcy nie powinny obchodzić szczegóły techniczne. Płaci solidną kwotę za duże, mocne auto, które ma być ciche, szybkie, zrywne i zużywać jak najmniej paliwa. Akurat tak się składa, że duży turbodiesel 3.0 S TDI świetnie nadaje się do takich zadań.

Ale zaawansowana technika sprawia mnóstwo frajdy entuzjastom motoryzacji - takim, jak ja i Ty - i dlatego zaraz dowiesz się, jak Audi wyczarowało z trzylitrowego diesla 700 Nm w przedziale od 2500 do 3100 obrotów na minutę.

Nie ma co ukrywać - to bardzo wąski zakres obrotów. Ale automatyczna ośmiostopniowa skrzynia biegów bez trudu poradzi sobie z utrzymywaniem silnika w tak wąskim paśmie obrotomierza, aby ciąg był jak największy.

Audi S6 i S7 TDI - elektryczna sprężarka

Mimo całego technicznego zaawansowania, którego modelom Audi trudno odmówić, to właśnie ona - elektrycznie napędzana turbosprężarka - znajduje się w centrum uwagi.

Elektryczny "dopęd" turbo włącza się zawsze wtedy, kiedy elektronika sterująca silnikiem wykryje deficyt ciśnienia gazów spalinowych, które są niezbędne do rozpędzenia typowej turbiny do odpowiednich obrotów. To oznacza, że elektryczne turbo działa nie tylko podczas rozpędzania na bardzo niskich obrotach, lecz także po każdym mocnym wciśnięciu gazu, jeżeli wcześniej hamujesz silnikiem i turbina miała niskie obroty.

Elektryczne turbo, znane jako EAV Turbo, zadebiutowało wcześniej w silniku 4.0 V8 TDI. A teraz będą dane techniczne, które w mojej głowie jeszcze się nie mieszczą.

Może zmieszczą się w Twojej :)

Otóż elektrycznie napędzane turbo, które jest zupełnie oddzielnym podzespołem (silnik Audi 3.0 S TDI nadal ma turbo napędzane spalinami), potrafi rozpędzić się do 70 000 obrotów na minutę w ćwierć sekundy!

E-turbina w Audi S6 i S7 3.0 TDI jest superszybka

Wciskasz gaz do oporu i po 250 milisekundach elektryczny silnik indukcyjny o mocy 7 kW rozpędza sprężarkę do takiej właśnie prędkości obrotowej. Takie cuda możliwe są jedynie przy połączeniu wysokiej mocy zminiaturyzowanego napędu elektrycznego i bardzo lekkiego wirnika.

Doładowanie elektryczne działa do momentu osiągnięcia przez silnik Audi 3.0 S TDI 1650 obrotów na minutę. Dlaczego tak krótko?

Z dwóch powodów.

Po pierwsze, siedem kilowatów mocy to za mało, żeby wytworzyć wystarczające ciśnienie doładowania na średnich i wysokich obrotach w trzylitrowym turbodieslu.

Po drugie, powyżej tej granicy spalinowa turbosprężarka ma już wystarczającą wydajność, żeby przejąć na siebie pełną odpowiedzialność za doładowanie diesla i poprowadzenie go aż do obrotów mocy maksymalnej.

Audi chwali się, że to właśnie dzięki połączeniu EAV Turbo z tradycyjną turbosprężarką spalinową, sinik 3.0 S TDI osiąga maksymalny moment obrotowy 700 Nm w przedziale 2500-3100 obrotów na minutę.

Czy to na pewno prawda?

Nie :)

Skoro wcześniej Audi przyznaje, że e-boosting działa do 1650 obrotów na minutę, to w przedziale maksymalnego momentu obrotowego zdecydowanie działa już tylko spalinowe turbo.

Gdzie znajduje się elektryczna turbosprężarka?

Audi montuje ją bezpośrednio na silniku 3.0 TDI V6, za intercoolerem, w torze powietrza zasysanego przez silnik. EAV Turbo jest dodatkowym elementem w przewodach dolotowych, który stawiałby opór kiedy nie pracuje, dlatego elektryczna turbosprężarka ma przewód obejściowy, zwany bypassem.

Kiedy dodasz solidnie gazu, a turbina spalinowa ma niskie obroty i trzeba jej pomóc, bypass natychmiast się zamyka i elektryczna sprężarka może zacząć pompować powietrze, sprężając je do odpowiedniego ciśnienia.

Tylko jak to poczuć, kiedy w aucie jest automatyczna skrzynia?

Rzeczywiście, w większości sytuacji będzie to nie do wyczucia. Ale na pewno zauważysz, że skrzynia ociąga się z redukcją biegu po dodaniu gazu. I bardzo dobrze - komputer wie, że dzięki elektrycznej turbosprężarce można liczyć na solidny ciąg już na niskich obrotach, więc redukcja jest zbędna.

Tym samochodem jeździ się trochę jak dużą ciężarówką, której silnik pracuje w bardzo niskim i wąskim zakresie optymalnych obrotów. Kiedy trzeba, czterodrzwiowe Audi S6 z silnikiem V6 TDI rozpędzi się do 100 km/h w 5 sekund, a Audi S6 Avant i S7 Sportback potrzebują na to o jedną dziesiątą sekundy więcej. Prędkość maksymalna została elektronicznie ograniczona do 250 km/h.

48-woltowa miękka hybryda. Co to znaczy?

To znaczy: mnóstwo techniki, mizerny efekt :)

Audi zapewne zdaje sobie sprawę ze znikomego wpływu 48-woltowego układu hybrydowego na efektywność energetyczną swoich samochodów, więc raczej się na nas za to co zaraz napiszę nie obrazi.

48-woltowa miękka hybryda (Mild Hybrid Electric Vehicle - MHEV) wykorzystuje "alternatororozrusznik" - czyli maszynę elektryczną, która działa raz jako silnik elektryczny, a raz jako alternator. Do systemu wpięto malutki akumulatorek litowo-jonowy o pojemności, uwaga, 10 Ah.

Policzmy. 48 woltów pomnożone przez 10 amperów daje 480 watogodzin czyli 0,48 kWh. No nieźle :) Akumulatorek ten umieszczono pod podłogą bagażnika.

Alternator z funkcją rozrusznika potrafi rekuperować - czyli odzyskiwać podczas hamowania - energię z mocą 8 kilowatów. No to jest wartość, którą Toyota wstydziłaby się umieścić w informacji prasowej. Ale jesteśmy w Audi - idźmy więc dalej tropem miękkiej hybrydyzacji.

Teraz będzie dopiero szał parametrów.

Uważaj, bo te wartości są prawdziwe.

Dzięki technologii MHEV system start/stop włącza się już przy prędkości 22 km/h a to oznacza, że kiedy zwolnisz poniżej tej granicy, silnik się wyłączy. To musi być denerwujące, ale da się wytrzymać. Gorzej będzie z umiejętnością zeroemisyjnego "żeglowania". Możliwe jest ono przez…

Całe czterdzieści sekund.

Domyślam się, że po tym czasie energia w akumulatorku litowo-jonowym się wyczerpuje i trzeba znowu kilka razy zahamować, żeby sobie pożeglować ponownie.

Szkoda, że tak znakomici inżynierowie, jak ci z Audi, którzy należą do ścisłej światowej czołówki w swojej branży, muszą się zajmować takimi drobiazgami, jak rekuperacja z mocą 8 kW - podczas mocniejszego hamowania tarcze hamulcowe pracują z mocą kilkudziesięciu kilowatów, które można by było odzyskać w poważnym napędzie hybrydowym i wykorzystać potem do przyspieszania.

Ale hybrydyzacja to jedyna skaza na wizerunku Audi S6 i S7 TDI, więc powracamy do technoegzaltacji i zajmiemy się detalami wspaniałego silnika. Ekologia nie zepsuje nam tej przyjemności.

Nie tym razem!

Silnik Audi 3.0 TDI - 117,9 KM na litr pojemności skokowej. W dieslu!

Gdyby dwie dekady temu inżynierowie usłyszeli, że seryjny, masowo produkowany samochód z silnikiem Diesla, będzie z pojemności 2967 cm3 generował moc 350 KM, złapaliby się za głowy.

Dziś takie wartości są faktem. Panewki, tłoki, korbowody, gładzie cylindrowe i film olejowy między współpracującymi elementami muszą sobie z nim jakoś poradzić, choć są to ekstremalnie trudne warunki zważywszy na panujące w takim siniku naciski i obciążenia.

Silnik Audi 3.0 V6 TDI waży tylko 190 kg i pokazuje to, co dziś możliwe w technice motoryzacyjnej. Wtrysk paliwa common rail ma do dyspozycji szynę z ciśnieniem 2500 barów.

Obiegi chłodzenia głowic cylindrów oraz skrzyni korbowej są od siebie odseparowane, pozwalając na szybsze nagrzewanie oleju silnikowego dla jak najsprawniejszego smarowania w fazie rozgrzewania silnika.

Cały układ chłodzenia jest bardzo rozbudowany i obok dwuczęściowego płaszcza wodnego głowic silnika obejmuje m.in. elektryczną turbosprężarkę, alternator z funkcją rozrusznika, kompresor spalinowej turbosprężarki i chłodnicę oleju.

Przyjrzyjmy się drodze, jaką pokonują spaliny.

Wykorzystanie energii spalin w silniku Audi 3.0 TDI to klucz do wysokiej efektywności energetycznej

We współczesnych silnikach producenci czynią wszystko co w ich mocy, aby jak najlepiej wykorzystać energię cieplną i ciśnienie spalin dla podwyższenia sprawności ogólnej silnika spalinowego.

Koło turbiny turbosprężarki spalinowej ma średnicę 50 mm, a względne ciśnienie ładowania to 2,4 bara. Jak to w nowoczesnym dieslu, zastosowano obowiązkową zmienną geometrię łopatek kierownicy turbiny (VTG) dla poprawy reakcji na dodanie gazu oraz złagodzenia charakterystyki ciśnienia doładowania w funkcji ciśnienia spalin.

Pobór spalin do zewnętrznego, niskociśnieniowego układu recyrkulacji spalin (AGR) odbywa się za filtrem cząstek stałych, aby turbina mogła korzystać z pełnej objętości gazów wydechowych.

A teraz będzie o samochodzie. Audi S6 i S7 quattro.

Skoro już wiemy coś o silniku, warto wspomnieć także o układzie jezdnym, bo to on odpowiada za bezpieczne przeniesienie mocy na koła. Jak w każdym Audi serii S napęd na cztery koła quattro jest standardowym wyposażeniem.

Samoblokujący międzyosiowy mechanizm różnicowy rozdziela moc pomiędzy przednią a tylną osią w stosunku momentu obrotowego 40 do 60. Gdy dojdzie do poślizgu koła, wtedy większy akcent kładziony jest na tę oś, w przypadku której trakcja jest lepsza.

Maksymalne skrajności: do 70 proc. momentu obrotowego może trafić na oś przednią, do 85 proc. na oś tylną. Oczywiście nie jednocześnie :) bo wtedy Audi znalazłoby klucz do darmowej energii. Dodatkowo wewnętrzne koła są dohamowywane na zakrętach kiedy tylko ich prędkość obrotowa przewyższy choćby o ułamek prędkość obliczeniową, wynikającą z prędkości samochodu i kąta skrętu kół. A skrętne mogąbyć wszystkie cztery koła, o czym zaraz powiem.

Ciekawym rozwiązaniem, które jednak nie każdemu kierowcy przypadnie do gustu, jest nieliniowe przełożenie układu kierowniczego Audi 3.0 TDI z serii S, który jest najmniej bezpośredni w centralnym położeniu. Wraz ze wzrostem kąta skrętu przełożenie przekładni kierowniczej maleje.

Takie rozwiązanie zapewnia spokojne i pewne prowadzenie auta podczas szybkiej jazdy na wprost bez potrzeby kurczowego trzymania kierownicy i ciągłego pilnowania się, żeby nie wykonać choćby najmniejszego zbędnego ruchu, a jednocześnie ogranicza kąt skrętu kierownicy podczas manewrów.

Tylne koła skrętne?

Tak. W opcji.

Oddzielny układ kierowniczy osi tylnej pozwala skręcać tylne koła o maksymalnie pięć stopni w kierunku przeciwnym do skrętu kół przednich przy prędkościach do 60 km/h. Zmniejsza to średnicę zawracania o metr.

Przy prędkościach powyżej 60 km/h tylne koła skręcają się maksymalnie o dwa stopnie w kierunku zgodnym z kołami osi przedniej, minimalizując reakcje tyłu samochodu na zmiany kierunku jazdy (znoszenie).

W nowych modelach Audi S6 i S7 aktywne amortyzatory są standardem

Ma je każde auto wyjeżdżające z fabryki. W porównaniu z Audi A6 i A7 podwozie obniżono odpowiednio o 20 i 10 mm. Alternatywnie można zamówić Adaptive Air Suspension - adaptacyjne zawieszenie pneumatyczne, które debiutuje tym samym w Audi serii S.

To bardzo dobry krok w stronę kierowców, którzy wysoko cenią sobie komfort i spokój, kiedy minie im ochota na dynamiczną jazdę - sam do takich kierowców należę. Kiedy jakiś czas temu wysiadłem z mocnego, sportowego auta, w Dacii Duster poczułem się jak w SPA, dzięki rzeczy tak prostej jak miękkie zawieszenie o dużym skoku. Pneumatyczne resorowanie w Audi S6 i S7 pozwoli uniknąć takich niezręcznych dla tej marki porównań :)

Pneumatyka pozwala unieść karoserię podczas jazdy po wybojach lub pokonywania wysokich krawężników (pozycja "lift"). Można na stałe obniżyć zawieszenie, wybierając tryb "dynamic". W pozycji "auto" karoseria sama się obniży, kiedy przekroczysz prędkość 120 km/h.

Podwozie Audi jest dobrze przygotowane do przenoszenia dużych przeciążeń, jakie towarzyszą jeździe sportowym wozem - pięciowahaczowe prowadzenie kół z przodu i z tyłu wykorzystuje lekkie materiały (aluminium) dla redukcji masy nieresorowanej, która jest wrogiem przylegania opony do jezdni, szczególnie na drobnych i gęstych nierównościach.

Dzięki dwóm ramom pomocniczym, inżynierowie mogli zastosować twardsze połączenia metalowo-gumowe w układzie lewe koło - prawe koło, zapewniając pewniejsze reakcje na drodze. Tę sztywność można było zrekompensować miękkością przegubów między ramami a nadwoziem. Znana i bardzo skuteczna technika, mądre wykorzystanie ramy pomocniczej zawieszenia.

To lubię!

Nie pogardzę - i Ty też zapewne nie - sportowym mechanizmem różnicowym tylnej osi, który pozwoli na bezwstydne drifty w miejscach o ograniczonej przyczepności. Na suchym asfalcie w Audi quattro przy tak umiarkowanej jak na możliwości tego auta mocy o poślizgach i pisku opon można tylko pomarzyć - te samochody są jak przyklejone do jezdni.

Cisza, spokój, klasa. Tak przyspiesza Audi quattro.

Dla jednych będzie to udręka, dla innych wybawienie. Pierwsi lubią się pokazać, drudzy wolą korzystać z mocy bezpiecznie nawet w trudnych warunkach drogowych, dla siebie, nie dla publiki. Nigdy nie uważałem Audi serii S czy RS za bezpośrednią konkurencję tylnonapędowych BMW serii M - to po prostu owoce dwóch różnych filozofii jazdy samochodem.

Można powiedzieć, że Audi jest mniej spektakularne, ale bardziej skuteczne w większości sytuacji, kiedy ktoś nie wytrzyma i wciśnie gaz do podłogi. Kiedy to zrobi, będzie zapewne przyjemnie, ale kiedyś trzeba będzie w końcu zahamować. Mogą to zrobić…

Opcjonalne ceramiczne hamulce sześciotłoczkowe Audi

Ale najpierw opowiem o standardowych hamulcach Audi S6 i S7 V6 TDI quattro. Ich zaciski są standardowo malowane na czarno, a w opcji można zamówić malowanie na czerwono. Zdobi je emblemat "S".

Przednie koła mieszczą tarcze hamulcowe o średnicy 400 mm, z tyłu jest to 350 mm. Po zamówieniu, zapewne odpowiednio ekskluzywnie wycenionego, układu ceramicznego, przednie tarcze zachowują swoją średnicę (a zmienia się materiał - na ceramikę wzmacnianą włóknem węglowym), a tylne rosną do 370 mm.

Oszczędność masy na ceramicznych hamulcach?

Całe 9 kg. Ktoś pomyśli, że przecież wystarczy zatankować o dziewięć litrów paliwa mniej, zamiast płacić krocie za ceramiczne hamulce, ale to nie byłaby prawda. Oszczędność dziewięciu kilogramów dotyczy bowiem wspomnianej wcześniej masy nieresorowanej, która ma wpływ na to, jak auto trzyma się drogi.

Skoro w rowerze górskim fanatycy odchudzania sprzętu potrafią walczyć o pojedyncze gramy (sam się z tego szybko wyleczyłem kiedy kupiłem fantastycznego najtańszego full-a z Decathlonu - polecam) to 9 kg w samochodzie należy uznać za istotny wynik. Należy dokupić ceramikę :)

Dobra wiadomość: ESP nadal można całkowicie wyłączyć.

Jeszcze jakieś ciekawostki?

Proszę bardzo. Jeżeli macie znajomych albo wybieracie się do USA, Azji lub na Bliski Wschód, to stamtąd będziecie mogli sprowadzić sobie 450-konne Audi S6 i S7 2.9 TFSI. Tam też będzie EAV Turbo. I miękka hybryda.

Każdy znajdzie coś dla siebie :)

Teraz już wiesz, dlaczego "elektryczne turbo" z Allegro nie może działać. Przy dwunastowoltowej instalacji przeciętnego auta, uzyskanie siedmiu kilowatów mocy do napędzenia sprężarki wymagałoby prądu o natężeniu…

Policzmy. 7000 W podzielone przez 12 V = 583 ampery.

Ktoś widział pod maską swojego auta kabel, który by to wytrzymał?

Dla przeciętnego akumulatora to zwarcie :)

A to i tak byłoby zaledwie turbo, wystarczające na niskie obroty. Mechaniczne kompresory, napędzane paskiem od wału silnika, pobierają nawet kilkadziesiąt koni mechanicznych mocy. Nie. Turbinka z Allegro nie dałaby sobie rady.

Możesz coś dla mnie zrobić?

Następnym razem, kiedy ktoś z poważną miną będzie Ci opowiadał o akcesoryjnym elektrycznym turbo, albo o miękkiej hybrydzie…

…uśmiechnij się :)

Czy producent elektrycznego "turba" do Audi V6 TDI pisze cokolwiek sensownego, co warto byłoby przytoczyć?

Niestety, nie:

https://www.valeo.com/en/electric-supercharger/

...oczywiście poza powtarzaniem dwóch terminów: downsizing i downspeeding. Downsizing nas, kierowców, fanów dobrych i solidnych silników, specjalnie nie kusi. Ale downspeeding - czyli możliwość obniżenia obrotów silnika na poszczególnych biegach poprzez zmianę przełożenia przekładni głównej dzięki lepszej elastyczności silnika - owszem. Bo to oznacza niższe spalanie na trasie i mniejsze zanieczyszczenie środowiska.

Valeo pisze nawet o wersjach...

Na 12 V. E-Turbo ma być łatwe do zamontowania w nowych autach wraz z systemem rekuperacji od Valeo. I już wiesz, czemu służy to całe 48-woltowe, hybrydowe cudo. Elektryczne turbo potrzebuje prądu, którego w przeciętnym aucie nie ma aż tyle do dyspozycji.

Jeżeli lubisz oglądać piękne prototypy Audi, zapraszamy na prezentację fantastycznego e-Trona GT.

Do następnego Audi. Nie musi być S7 - wystarczyłoby "zwykłe" Audi A7 Sportback.

Zdjęcia: Audi.